Вирус Зика использует систему «самоочистки» клеток против хозяина
Новое исследование раскрывает биологический секрет успешного заражения вирусом Зика: он использует собственную систему клеток-хозяев по удалению ненужных молекул, чтобы подавить белки хозяина, которые сам же вирус использовал для проникновения в эти клетки.
Хотя эти белки на поверхности клетки (рецепторы) важны для входа вируса, они также участвуют в запуске противовирусного ответа. Чтобы предотвратить это, вирус манипулирует процессом, который клетки используют для поддержания здоровья, чтобы снизить активность белков, расчищая путь для беспрепятственной вирусной инфекции.
Хотя другие вирусы, такие как ВИЧ, также известны тем, что подавляют рецепторы хозяина, Зика необычен тем, что у него есть как минимум три собственных белка, которые могут выполнить эту задачу, — отметил старший автор исследования Шань-Лу Лю, профессор вирусологии.
«Это самая интересная часть: удивительно, что не один, а несколько белков вируса Зика могут это делать», — сказал Лю.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вирус Зика, переносимый в основном комарами Aedes aegypti, вызывал вспышки инфекции в Африке, Америке, Азии и Тихоокеанском регионе. Крупная эпидемия в Бразилии в 2015 году подтвердила связь между заражением Зика во время беременности и врожденными проблемами у детей, включая микроцефалию.
Предыдущие исследования показали, что специфические белки на поверхности клеток, известные как PS-рецепторы, являются важными точками входа для многих вирусов, включая Зика. Данная работа сосредоточилась на двух таких белках — AXL и TIM-1.
Команда провела эксперименты на культурах клеток с использованием африканского и азиатского штаммов вируса Зика в трёх типах клеток, связанных с поражаемыми системами:
- клетки, выстилающие лёгкие человека,
- трофобласты (клетки, поддерживающие эмбрион),
- клетки глиобластомы (рак мозга).
Эксперименты показали, что как AXL, так и TIM-1 были подавлены (downregulated) во всех трёх типах клеток после заражения Зика. Исследователи обнаружили, что это подавление происходит не через обычные пути деградации белков, а путём использования вирусом клеточного механизма самосохранения — аутофагии.
«Аутофагия — это фундаментальный физиологический механизм поддержания клеточных процессов путём деградации компонентов хозяина. Её также называют "самопоеданием"», — пояснил Лю.
В данном случае инфекционный процесс манипулирует клетками-хозяевами, заставляя их подавлять свои собственные защитные белки — тактическая адаптация вируса.
Без этого подавления AXL и TIM-1 начали бы продуцировать воспалительные молекулы как часть противовирусного ответа. Их обычная роль в облегчении вирусного входа также могла бы позволить большему количеству частиц Зика проникать в уже заражённые клетки, создавая конкурентный сценарий суперинфекции, которого вирусы стараются избегать.
Дальнейшие эксперименты выявили три белка вируса Зика, которые запускают аутофагию в клетке-хозяине. Все они расположены на мембране вируса.
Хотя для уверенности необходимы дальнейшие исследования, есть вероятность, что этот механизм актуален для вируса Эбола (который использует белок TIM-1) или других патогенов того же семейства флавивирусов, что и Зика, включая вирусы Западного Нила, жёлтой лихорадки и денге.
«Суть в том, что это говорит о коэволюции вирус-хозяин. Чем важнее фактор хозяина для вируса, тем больше вирус будет делать, чтобы взять его под контроль», — заключил Лю.